核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的的能量产生电能的发电厂，具有清洁高效的特点。山东海阳核电站位于海阳市核电装备产业园区邵家庄村南，地处三面环海的岬角东端，占地面积2256亩，全部建成之后将成为迄今为止中国最大的核能发电项目。尽管核电是安全清洁的能源，但膳食摄入所致的有效剂量是核电站运行后给公众带来的潜在威胁之一，同时对核电站周边地区食品进行放射性核素监测也是国家食品安全风险监测的内容。该核电站周围居民的主食以面粉为主，来源为小麦和玉米，副食品主要为大白菜、土豆等蔬菜以及肉类食品和水产品。本调查是为了获取核电站周边地区食品中放射性核素本底数据，为制定食品风险监测方案、评价公众所受剂量提供数据支持。

1 材料与方法 1.1 样品采集

按照国家食品安全风险监测计划及相关标准^[1]，谷类和蔬菜类样品以当地居民消费较多或者种植面积较大者为采集对象，并在作物收获季节采集; 牛奶为现场采集的新鲜奶汁; 水生生物包括鱼、虾及贝类。采集完成后及时填写采样记录表和样品标签，由专人送回实验室。采样布点综合考虑海阳核电站厂址与周围环境的主要特征及要求，结合山东省居民饮食习惯，在2013-2014年选取了核电站周边地区50 km范围内22个有代表性的食品进行监测，各样品名称及采样地点见表 1。

1.2 样品处理

叶菜、根菜、果实及肉类等样品洗净后晾干，取可食用部分称重后置于105℃烘干至恒重，计算失水量，密封保存; 牛奶倒入蒸发器皿缓慢加热至蒸干，密封保存。将上述干样放入马弗炉中加热至充分炭化，然后逐步升温至400℃灰化，冷却后称重，密封保存备用。

1.3 样品测量

测量仪器为美国ORTEC公司生产的GEM-MX 7080P4高纯锗(HPGe) γ能谱仪。按照相关标准^[2]进行能量刻度和效率刻度后，将灰化的样品进行测量，记录γ射线吸收峰特征、计算标准源当前活度、特征峰效率。活度浓度计算公式为:

(1)

其中，A_i为样品中待分析核素的活度浓度，Bq/kg; a_si为待分析核素的全能峰净计数; F_i为待分析核素的时间衰变校正系数; t为样品的测量时间，s; ε_i (E)为待分析核素的γ射线全能峰探测效率; P_i为待分析核素的特征峰分支比; m_i为样品用量，kg。

1.4 质量控制

采样点的选取与样品的采集严格按照《国家食品放射性污染风险监测工作手册》执行，测量所使用的仪器均经中国计量科学研究院检定合格，实验室多次参加全国卫生系统的放射性核素γ能谱检测比对并取得良好成绩，实验室定期进行仪器探测效率的质量控制监测。

1.5 剂量估算

估算居民食入所致待积有效剂量参考《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 (GB 18871-2002)提供的剂量转换系数及计算方法^[3]，居民膳食摄入量估算参考中国居民营养与健康状况调查和《中国居民膳食指南》，估算公式为:

(2)

式中: E_ing为食入食物g所致的待积有效剂量，Sv; e(g)为摄入单位量放射性核素j所致的待积有效剂量，Sv/Bq; I_j，ing为放射性核素j的年摄入量，Bq/a。

2 结果 2.1 样品中放射性核素活度浓度

所采集样品共计40份，包含肉类、乳类、植物性食品类及鱼虾蟹贝类等居民日常食用的食品。检测结果显示，当地食品样品中检出的放射性核素为天然核素⁴⁰K、²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra以及人工核素¹³⁷Cs、⁶⁰Co，其中⁶⁰Co仅检出1份，其余人工核素未检出。活度浓度由高到低依次为⁴⁰K＞²³⁸U＞²³²Th＞²²⁶Ra＞¹³⁷Cs，平均值分别为12.858、0.550、0.146、0.077、0.016 Bq/kg，范围分别为2.4330 ~ 30.4572，0.0266 ~ 2.2736，0.0013 ~ 1.3599，0.0127 ~ 0.2568，0.0043 ~ 0.0555 Bq/kg。不同种类食品中各核素活度浓度水平见表 2。

人工核素¹³⁷Cs共测出19份样品，在粮食类、鱼虾类及肉类中的水平相差不大，蔬菜水果类、淡水鱼和鲜奶中未检出，鲅鱼、螃蟹、鸡肉中活度浓度较高，但有文献显示¹³⁷Cs在不同种类食品中的差异较大^[4]。⁶⁰Co仅在玉米的一份样品中测出，且活度浓度仅略高于探测下限(测量值为0.0064，探测下限为0.0048 Bq/kg)。

2.2 居民年膳食摄入剂量估算

参考中国居民营养与健康状况调查(2002年)和《中国居民膳食指南》 (2007版)，按以下人均日摄入量计算:谷类食物250 g，畜禽肉类70 g，蔬菜及水果250 g，鱼虾类100 g，鲜奶类150 g。根据GB 18871-2002提供的²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra、¹³⁷Cs、⁴⁰K食入途径所致成人剂量转换系数，分别为4.5 × 10^-5，2.3 × 10^-4，2.8 × 10^-4，1.3 × 10^-5，6.2 × 10^-9估算居民年摄入量及年待积有效剂量(见公式2)。估算结果表明，食品中放射性核素所致待积有效剂量很低，各种核素所致年待积有效剂量为39.21 μSv/a，其中人工核素仅为0.03 μSv/a，对周围居民造成的剂量负担较小(见表 3)。

3 讨论

放射性核素可从环境中通过膳食摄入进入人体，测量核电站运行前周围食品中放射性核素的活度浓度，对评价核电站运行后对公众健康的影响具有重要意义。周围公众内照射剂量评估是核应急的主要工作内容，同时核电站周边食品监测也是国家食品安全风险监测要求的内容之一。食入途径所致的待积有效剂量是核电站正常运行后给公众带来的主要潜在威胁，本文总结了海阳核电站运行前50 km范围内食品中放射性水平，并初步估算了居民待积剂量。

本次调查结构表明，核电站运行前周边地区食品中天然核素⁴⁰K、²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra、以及人工核素¹³⁷Cs、⁶⁰Co等放射性水平均在正常范围内，与国内文献报道水平相当^[4-6]，并且低于国家标准的限制水平。由于在自然界中溶解、产生射气及生物吸收和代谢，食物中天然放射性核素并不平衡。⁴⁰K在各种食品中的活度浓度高于其他核素(数十倍至数百倍不等)，可能与其天然环境中的背景值较高有关^[7-9]。体内⁴⁰K主要来自食入，由于在体内可自动调节平衡，其所致内照射剂量估算来自人体含量直接测量。⁴⁰K在鲅鱼、螃蟹、牛肉、土豆中的含量较高，而在菠菜、白菜等叶类食品中含量较低，可能由于⁴⁰K易于富集在海产品、肉类及根茎类植物食品中，与相关研究相一致^[7]。²²⁶Ra在白菜、虾蛄中较高，²³²Th在螃蟹、虾蛄中较高，²³⁸U主要在鲤鱼、海鱼虾类、玉米、鸡肉中有较高的活度浓度。各种天然核素间活度差别较大，²³⁸U的含量高于同类相关研究而²²⁶Ra的含量低于同类研究，可能与土壤、水质及植物本身富集能力有关。

由于食品中天然放射性核素所产生的年有效剂量为数十至数百μSv不等，很难控制，因此相关标准未考虑天然核素，而将重点放在了核应用产生的并与日常生活有关的人工核素所致剂量上。所监测食品中放射性核素含量均低于《食品中放射性物质限制浓度标准》 (GB 14882-94)中的限值，食品中除微量的¹³⁷Cs、⁶⁰Co外，未检出¹³¹I、¹³⁴Cs、⁵⁸Co等其他人工核素，同类文献中人工放射性核素也以¹³⁷Cs为主，且不同食品中¹³⁷Cs的波动水平较小^[10-12]。当地居民由膳食摄入¹³⁷Cs和⁶⁰Co所致年有效剂量约为0.03 μSv，略低于同类文献^{[4, 6, 11-12]}。天然核素与人工核素共同所致的年待积有效剂量为39.21 μSv/a，人工核素贡献仅占0.07%，提示核电站释放的核素对居民造成的剂量负担较小。

本调查的测量方法主要是利用γ能谱的物理测量，样品的预处理主要为干燥、炭化和灰化，在处理过程中的多种因素均有可能导致测量结果受影响，如样品的密度、封存时间、灰化炭化温度和时间等。本次测量的40份样品中，仅有一份玉米样品测出了⁶⁰Co，其余各种样品均未测出该核素，可能是由于上述过程中误差造成，在今后的工作中有待进一步分析。

随着核电站的正式运行，监测内容还需进一步完善，如开展饮用水总α、总β的放射性水平监测，土壤中放射性核素的测量，沉降灰、气溶胶以及地表天然γ辐射水平的测量等。同时可以考虑设立对照点进行采样，使监测结果更具有可比性，增加对健康危害较大并具有代表性的裂变产物如⁹⁰Sr及³H的检测，以期更全面地分析与评估核电站对环境及居民的健康影响。另外，本文在剂量估算时采用的膳食摄入量参考了全国居民膳食调查的结果和居民膳食指南，但不排除核电站周围居民的有独自的饮食习惯，而且选取的样品只是居民膳食种类的一部分，公众内照射剂量估算的准确性与客观性尚需进行当地的膳食调查。